寒武纪生命大爆炸－向进化论挑战的澄江化石群(中国科学院)

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寒武纪生命大爆炸－向进化论挑战的澄江化石群(中国科学院)<br /><br />寒武纪生命大爆炸<br />(重定向自生命大爆炸)<br /><br />寒武纪生命大爆炸是指在寒武纪时期短短200万年间，生命进化出现飞跃式的发展，几乎所有现代生物的祖先都在这一时期出现。因出现大量的较高等生物以及物种多样性，于是，这一情形被形象地称为生命大爆炸，也称为寒武纪生命大爆炸。这也是显生宙的开始。<br /><br />在世界各地发现的化石群共同印证了这一生命进化史上的壮观景象，例如伯吉斯页岩。在中国云南省澄江县发现的这一时期的化石群相当典型，非常多的不同种类的生物几乎同时在这一时期出现。<br /><br />文章来源：中国科学院网<br /><br />作者：钱锟(美国旧金山大学生物系主任)<br />    <br />    几年前，中国科学院南京古生物研究所和一群专家，将他们研究云南省澄江县化石的成果介绍到西方。&quot;动物大爆炸&quot;开始震动世界。<br />    二十世纪最惊人的发现之一<br />    “动物大爆炸”一词又称“生命大爆炸”、“寒武纪大爆炸”等。1909年华克(Walcott)在加拿大的伯基斯页岩中，发现多种海洋动物的化石在寒武纪时代突然大量出现。到了九十年代初，中国科学院南京古生物研究所及专家陈均远等将他们研究云南省澄江县化石的成果，用英文介绍到西方。“动物大爆炸”开始震动世界。美国《纽约时报》称之为二十世纪最惊人的发现之一。澄江现有“化石圣地”之称，已被联合国教科文组织列为国际重点保护区。<br />    云南省澄江县化石点位置<br />    在“化石圣地”澄江出土的寒武纪动物化石<br />    澄江化石群<br />    澄江化石群的年代比加拿大伯基斯页岩更早，是世界最古老的动物化石。除了种类繁多之外，保存特别精美。除了动物的肢体、触毛等微细分枝清楚可见之外，软组织的标本如水母类，连口部、肠脏、神经、水管等都保存了下来。全球各地化石罕能媲美，任何古生物学家看见都叹为观止。所以，这些最古老的动物化石蕴藏了动物出现过程的重要信息。<br />    最近国际学者考察了澄江石层，用最新方法鉴定地质学上寒武纪与“前寒武纪”的界线，并且确认在寒武纪之前，地球上还没有任何复杂的动物出现。但是到了寒武纪的初叶，五亿三千万年以前，突然在澄江帽天山的黄色石层中，出现了许多类不同体型的动物化石。从海绵、水母、触手类、虫类、天鹅绒虫、腕足类、各种节肢类，到最高的脊索或半脊索动物(云南虫)，另外还包括了很多现今已经灭绝、形状“古怪”的动物，共有三十五门至三十八门。综合全世界发现的寒武纪的化石，共有五十多门。那么多不同的动物门突然同时出现，并且完全没有留下任何进化或演变的痕迹，故名“动物大爆炸”。根据百年来流行的达尔文进化论学说，生物应经过长期缓慢的演变，累积极微小的变异，再加上自然环境的选择，才能由一个生物“种”逐渐进化成两个、四个……然后才有新的“属”、新的“科”，最后才产生新的“门”。澄江化石显示的生物演化过程却是：在同一环境中，比现在更多样化的动物，有五十多门突然同时出现。达尔文渐进学说，非但不能解释这突发性的现象，更不能解释为什么这些不同动物门一次同时出现之后，又有减无增。<br />    进化论大师顾特首先承认这些矛盾，并用“神秘中的神秘”来描述这个现象。幸而科学界并未盲目接受。以诡辩捍卫达尔文及渐进主义而著名的道金斯说：“这批化石好象是有人故意放进石层中一样。”《人民日报》海外版95年5月25日报导澄江化石受世界著名古生物学家注目，并说：“寒武纪’生命大爆炸’是全球生命演化史上突发性重大事件，现代生命的多样性起源于此……对其深入研究，可能对传统的达尔文进化论是一个动摇。”该项报导十分中肯，令人敬佩。坚持唯物、无神思想的《人民日报》刊登进化论“动摇”的文章，令人寻味 。<br />    期待新生物学<br />    到底现今科学界对寒武纪生命大爆炸的原因、机制有何解释？梁伟贤教授在南京主持了一个座谈会，让中外专家进行了两小时的交流。加州大学的Valentine教授重申他比较维护达尔文的看法。他认为从这些动物的组织来看，几十门的差异并不太大，故可看寒武纪为小爆炸。而且最新分子遗传学，特别是对控制生物胚胎发育基因的研究，可能能找出爆炸的新线索；孙卫国博士附从较早流行的寒武纪初期氧气大量增加的学说(Valentine认为氧气学说缺乏证据)；陈均远教授认为，达尔文的渐进及自然选择的模式显然与事实不符，但是澄江生命大爆炸可以从进化的突发性和自发性去理解。陈并采取艾佐基及顾特提倡的“点断平衡”(Punctuated Equilibrium)的部份观点，认为进化不但是突变和渐变互相交替的过程，也是偶然性和必然性互为镶嵌的过程。动物不同体型的出现，完全是偶然性的支配；一旦某一门动物的基本造型，如节肢动物，确立后，立即可以开始必然性、辐射性的演化。他认为：在澄江就可见大量节肢类的代表，这就是一种明证了。我对这些创造动物不同体型的新基因演化过程本身的推动力何在提出疑问，可惜基本上是有问无答。大部份的讨论集中在现有不同理论是否合理，其可能性有多大，尚未涉及爆炸真正的基本原因和动力。从以上简单的记录可见，目前的讨论仍在相当哲学化的理论设想阶段。这也是意料中事，因为以前大部份学者采取逃避的态度，至今科学界才开始真正面对爆炸。一时措手不及，何来答案？动物大爆炸这个奇迹可能是二十一世纪科研主要的课题，需要更大量的观察及实验证据才可以树立全新、较可靠的科学答案。<br />    从科学发展历史的过程来看澄江化石的贡献，我认为过去百年来，生物学在达尔文学说下，已有了相当的成就。特别是在微进化范围内，现代生物学在农业、渔业、工业、医药各方面已踏上了一个高峰。但在环境生态方面、社会科学的应用上，如生物到底是彼此竞争还是合作？是弱肉强食，还是互助共存？尚待进一步讨论。所以，我们发现固有的理论模式不足应用之际，正是科学向前跃进的新开始。物理学自牛顿到爱因斯坦到量子物理，已经经历了三次突破。<br />    而自然科学中最幼嫩的生物学，如今才等待着第一次的突破。我们无需为达尔文学说的没落伤感，更无必要为保卫达尔文作垂死之战(对他的学说的批评，并非攻击他本人)。何不欢迎新生物学的发展，期待真正的答案早日来临？<br />    进化与否，不能排除一位超自然的神，有人问，既然达尔文主义明显没落，是否是推行神创论的好时机？我认为无论进化与否，都不能排除一位超自然神的存在。同理，信仰神也不必完全反对进化过程科学的解释。但将宗教的答案与科学的答案混为一谈，有一定的危险。<br />    首先，在本质上，科学寻找的是物之理，求问事物发展之机制及过程；宗教信仰，求问的是事物最终极的来源，重点在于：谁造的？有何意义？并不在怎样造。从宗教的经典中找创造的机制，正如利用科学方法寻找神一样，不但徒劳无功，甚至会误己误人。达尔文在自用的《物种起源》一书的封内空白页上，亲手写了两句话：&quot;我们要研读的有两本书，上帝的话(圣经)与上帝的创造(大自然)。&quot;很明显，达尔文充分了解科学与信仰之别。科学与信仰可以整合，两者应该是相辅相成的。宗教信仰本超越科学范畴，不应建於科学基础之上。但另一方面，将个人对科学与信仰上的认识作一些对比，倒是非常有趣的 。<br />

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达尔文主义的迟暮 ── 访钱锟博士<br /><br />【钱锟博士是旧金山大学生物学系教授。曾于一九九六年率领一组国际科学家，访问中国云南省澄江县帽天山寒武纪大爆炸化石的产地。九九年六月，他在昆明附近的澄江县协助主持一个由中国科学院主办的国际讨论会，主题为「动物体形构造的起源及其化石记录」，有九个西方国家的专家参加。】 <br />　　<br />　　问：钱博士，请问你最初怎么对澄江化石产生兴趣呢？ <br />　　<br />　　答：一九九五年我看到许多刊物，首先是中国政府的《人民日报》报导澄江的化石证实了寒武纪时期动物生命大爆炸的事实，并预言进一步的研究将会构成对传统达尔文理论的挑战。《科学杂志》（十一月十七日版）的封面文章是《科学在中国》，报导澄江的大发现，之后《时代杂志》（十二月四日版）的封面刊登了极吸引人的文章《当生命爆炸时》。此外尚有其他文章。一时间媒体对此产生兴趣，我也深感兴奋，切望了解真相。与两位南京地质和古生物研究所的科学家联络后，便前往访问了世界上最大的研究所和云南澄江县的化石坑。此后又多次回去考察。 <br />　　<br />　　<br />　　问：你发现了什么？ <br />　　<br />　　答：我拜会了该研究所的领导，还认识了该所的主要研究员陈均远教授，到现场观察。看见许多山顶有一层层黄色的岩石，是五亿三千万年前在浅海下形成的。由于地层变化，南中国中部的云南和贵州两省海底变成了山顶。在岩石层中，我们看到代表各种动物（phyla）的多细胞动物的化石突然在生命的历史中出现；换言之，那是一个动物大爆炸。 <br />　　在黄岩层下面，是一层灰色的沙岩，含有被称为「小壳化石」的微小动物化石（small shelly fossils）。有些类似微小的贝蛤类。这层沙岩，较寒武纪大爆炸早几百万年。在寒武岩下，有称为痕迹化石的动物移动之踪迹和海绵胚胎。至此，显然没迹象证明曾有复杂动物在六亿年前存在。使人惊奇的是，动物界所有的门（phyla）突然同时出现，之后再没有新的门出现。这是奥秘，哈佛大学的顾特教授（Gould）称之为「谜中之谜」。 <br />　　<br />　　<br />　　问：「澄江的发现」是什么意义？是否与一九零九年的 Burgess Shale相似？ <br />　　<br />　　答：对，这与一九零九年在加拿大洛矶山脉的发现最相似。Smithsonian 博物院的主席 Walcott 花了毕生精力，从 Burgess Shale 的岩层中挖掘化石，搜集了数万块化石，收藏在 Smithsonian 和哈佛大学；可见寒武纪大爆炸在一世纪前就发现了，可是从没有人告诉我们。 <br />　　澄江化石群最早在一九八四年发现，是早于 Burgess Shale 一千五百万年的化石，其标本保存得很好，连神经、血管、内脏和其他身体组织都能看见，在别处的化石很难看到。在澄江又找到一种名为Yunnanozoon 的动物，被认为属于 Chordate，是动物界脊索类最老的代表。 <br />　　在六月的讨论会中，陈教授及其同事宣布又发现了另一种脊索动物，他们称为 Haikonella，其特徵比 Yunnanozoon 更复杂。于是在这次大爆炸中，从最简单到最复杂的动物门都出现了。（这次采访后， Haikonella 的描述已见于一九九九年十二月二日出版的 &quot;Nature&quot; 杂志。一组中英古生物家报告说，在同一地点发现了两个最古老脊椎动物鱼的标本。由此看来，寒武纪大爆炸比想像中更大。） <br />　　<br />　　问：达尔文和其他进化论学者是否认同这现象？如认同，他们的结论有何不同？<br />　　<br />　　答：进化论者一般认为化石的记录不完整，或说，他们还没有找到中间体的证据。他们也许说，在寒武纪大爆炸前，有很漫长的进化期，这时期的地质记录已毁；或说寒武纪时期是保存化石的最好时期。他们中间很多人说，希望在未来的日子能更努力寻找，以期发现更多达尔文主义的证据。可是由于最近的发现，这种解释愈来愈不能令人满意。事实上，在全世界各地生物的「大爆炸」，确实是在寒武纪初期发生的。（类似的化石在 Greenland、澳大利亚、美国东岸及加利福尼亚州的 Sierra 山脉的东部已找到。）问题是许多不同种类的动物在可能相似的环境中同时出现，它们生活如毗邻。怎可能突然有如此多种类的动物？有人说这是剧烈的大突变。如果有如此大的突变，任何事情都能发生；但那不是科学理论，很少科学家会相信系统的大突变会导致寒武纪大爆炸。它似乎是个神迹。 <br />　　譬如你可以在电脑上实验突变种，你先编一个复杂的程序，然后让它「胡乱突变」；但你决不能获得比这之前更好的突变种。信息理论说，你不能透过突变那样的胡乱改变来获得有价值的新信息；正如不少人举例说，你使一万只猴子打字，打上几百万年，也不可能产生像莎士比亚的巨著。为了根据不同的体形构造去造所有的动物，你需要同时有所有的基因信息；可是这信息从哪里获得呢？这是最基本的问题。<br />　　<br />　　问：澄江化石群和其他寒武纪的发现，对达尔文进化论是否是一个重大打击？<br />　　<br />　　答：无论你怎样看，生命的历史并不是如达尔文所说的。没有缓慢渐变的进化过程。多细胞动物是突然出现的。达尔文主义的自然选择，也无法应用。因为每一个已知的动物门，在寒武纪早期已存在了。要是没有中间生物化石，加上高级和各异的动物同时出现，便不符合达尔文的说法。再说，自寒武纪以来，没有一个新动物门出现。 <br />　　<br />　　问： Philip Johnson 说，达尔文最畏惧的，不是宗教人士，而是化石专家。在你的研究中，这说法是否真实？ <br />　　<br />　　答：他说的对。譬如就以最新的化石记录来说，情况就是这样。另一方面，假如宗教人士与基督徒科学家能密切合作，效果可以更好。很少基督徒科学家在生命的起源这个范畴里工作。因当他们投身其中后，就会发现自己反潮流。不少学者发表了反达尔文的观点后，就牺牲了自己的事业。如果教会想在这方面做一些事，就必须考虑策略，只是摇旗呐喊是不够的。 <br />　　我想有足够的证据时，科学家便不得不向真理屈服 ── 显然化石的发现是主要的证据。假如要构成足够的冲击力，生物化学家，发育生物学家，甚至分子遗传学家等，都必须和生物学家联手，大家提供足够的证据。 <br />　　<br />　　问：对于这些发现，中国和西方的学术团体反应如何？<br />　　<br />　　答：一般群众和许多生物学家仍不知道寒武纪大爆炸；但一旦人们听到这消息，都有兴趣知道多些。我在国内许多大学讲论澄江化石群时，学生和教授都非常兴奋，学生的提问长达九十分钟。一九九九年初，我为陈教授在美西安排了多个由他主领的讨论会。他向古生物学家和地质学家讲到进化论的一般理论和化石记录不吻合时，根本没人提问，因为他们知道陈教授所说属实，只是尚未公开讨论罢了。<br />　　<br />　　问：假如这是一个巨大的发现，为什么学者们的反应会这样？ <br />　　<br />　　答：基本上这是科学界尽量避免讨论的题目，尤其在达尔文主义者中间。你唯一可以在顾特（Stephen Jay Gould )一九八九年出版的《奇妙的生命》（Wonderful Life）一书看到。他在书中指出，像「寒武纪大爆炸」这类事情，是古生物地质学家的「专业秘密」，也是「谜中之谜」。科学家们心里有默契不谈此事。 <br />　　在过去一百年左右，达尔文主义已成为生物学家公认的表率，在西方被视为主流的世界观。任何人反对，都会被群起攻之。我本人也曾有此经历。就是被顾特（Gould）誉为「十九世纪美国最伟大、最具影响力的生物学家」，哈佛的大学教授 Louis Agrassiz，因为公开批评达尔文的学说，使他「如日中天」的声誉骤降。柏克莱教授 Richard Goldschmidt 也曾说：「我不但被视作疯狂，而且几乎成了罪犯。」 <br />　　一九九九年六月举办「动物体形构造的起源」国际讨论会前，有些科学家发现许多范畴的工作与新达尔文理论不符合。一位中国教授建议邀请其他学科，如分子遗传学、发育生物学，甚至历史学家和哲学家，参与讨论有关动物大爆炸更广泛的问题；但是在会议期间，他受到美国达尔文老臣子的压力，不能公开讨论，而且非达尔文观点的文章也不能出版。 <br />　　Philip Johnson 在一九九九年，刊于《华尔街日报》的文章中，引述一位中国教授的话：「你们美国人说中国人不能批评政府，但我们可以批评达尔文；你们在美国可以批评政府，却不能批评达尔文。」 <br />　　<br />　　问：真叫人难以置信！科学家本是真理的追求者，难道他们害怕真理？ <br />　　<br />　　答：其实对许多人来说，达尔文主义已不再是科学探索了。他们已把它当成一个信念，失去了客观性。虽然他们不自觉，也不承认。但这信念已根深蒂固，是他们行事为人及研究的基础。要推翻它将会遇上巨大的阻力。许多科学家穷一生的研究，都是建立在进化论上。他们再看不到别的。但有些人，包括我自己，却看到了达尔文理论的大裂痕。当反对的动力从不同领域同时增强时，达尔文主义只有如柏林围墙般倾坍。也许在我们有生之年能看到这一天。 <br />　　<br />　　<br />　　问：当你看到化石群中鱼类生命的大爆炸，你能想像到《创世记》的情景吗？ <br />　　<br />　　答：它和圣经《创世记》所描述的第五天非常相似。水中滋生各样有生命的动物，造物主创造了鱼类。根据圣经，鱼比其他脊椎动物先出现，这和我们目前所发现的相符。但我不是圣经学者，不想将圣经和科学发现太紧密地联系在一起。圣经并没有向我们详述上帝创造鱼类的过程，而且科学理论每隔五十至一百年，就有很大改变。即使我今天有很奇妙的发现，也会很小心处理，尽量不把它与圣经作太密切联系，否则日后这科学理论被推翻，我就会感到遗憾。有人说：「假如一个人和科学结婚，很快你会发现他已守寡」。圣经的信息超越任何科学理论。所以我只能说，当今的科学发现与圣经吻合，这是暂时的结论。 <br />　　<br />　　问：你是否准备继续研究寒武纪大爆炸？ <br />　　<br />　　答：我想继续作为一种兴趣来研究，观察它的发展。对我来说，更重要的是要将这事告诉中国人。澄江化石群是我国科学家在祖国土地上的发现，在台湾、中国和香港很少人知道。许多中国人曾接受错误的理论── 达尔文主义教育。当我告诉他们新的发现时，他们很生气，因为他们一生只知道这错误的理论。当然也有人认为我在说谎。但当我让他们看了澄江的真化石后，他们倒转过来责怪之前所受的教育。<br />　　我也想鼓励年轻基督徒从事这领域的科学研究 ── 生命的起源或一般生物学。我年轻时曾力图避开进化理论。可是我以前的态度是错的，我该面对它，因我肯定进化论会有极大且戏剧性的改变。 <br />　　当一个基督徒研究生物学，初时很自然的，会感到格格不入，因为他每天要与达尔文主义打交道。这是一条孤单的路。不过近年来已有改善，我们有一组生物学家和其他科学家、历史学家、哲学家、神学家定期集会讨论这些事情，并彼此支持。<br />　　<br />　　问：是否有网站谈及这题目？ <br />　　<br />　　答：有一个基督徒网站（www.origins.org），你可以在其中联系其他网站，所得的信息非常正确，没有太大问题。 <br />　　<br />　　问：你有否写过关于这方面发现的文章？媒体曾否报导？ <br />　　<br />　　答：有的，我主要用中文写。现在很想协助陈教授写一本英文书，他写过一本中文的。云南的发现公布迄今十年，几乎所有文章都是中文的，西方人无法得知。我很想把中国人的科学发现介绍给西方，希望编写教科书的当局，在不久将来，也把这些新发现列入课本。（据我所知，现在没有一本高中课本讨论到澄江化石群的重要性。） <br />　　至于媒体，他们多半是达尔文主义信徒，所以对任何反达尔文的新发现，都存有敌意。现在我许多网路朋友在美国打入无线电和电视，希望他们能谈论真正的科学，在全美国为科学教育推出一个更好的政策，就是虽然「教授进化论，但敢提出尖锐的问题。」我盼望看到读者不仅了解这些论点，并能为孩子的教育作出一些行动。<br />　　 <br /><br /><br />

zhuang

达尔文的理论早已受到质疑，西方的学者提出了很多研究报告，<br />来说明达的理论与实际不符。去图书馆查查资料就明白了。<br />云南的发现只不过是另一个证据。